El agua es uno de los componentes fundamentales para la productividad de los ecosistemas en general, incluidos los ecosistemas agrícolas.
En el ámbito edáfico se habla de “agua del suelo”, ya que esta posee características de una solución-suspensión: contiene sustancias orgánicas e inorgánicas disueltas, así como partículas coloidales en suspensión.
Estado de energía del agua del suelo
Los procesos de retención, movimiento, absorción por la planta y evaporación del agua en el suelo están controlados por relaciones energéticas.
Donde:
- ψT = Potencial hídrico total
- ψg = Potencial gravitatorio
- ψm = Potencial mátrico
- ψp = Potencial presión
- ψo = Potencial osmótico
El movimiento del agua depende de su energía libre, y en física se distinguen dos tipos de energía: cinética y potencial.
La energía cinética del agua en el suelo es mínima debido a su lento desplazamiento.
La energía potencial es la que determina realmente el movimiento del agua en el suelo.
La diferencia de energía potencial entre dos puntos genera la tendencia del agua a fluir.
El agua siempre se mueve desde zonas con mayor energía potencial hacia zonas con menor energía potencial.
Conocer el estado energético del agua en cada punto del suelo es esencial para entender su dirección y velocidad de movimiento.
Contenido y capacidad hídrica del suelo
El contenido de agua en el suelo es la cantidad de agua presente en un momento determinado.
Para efectos prácticos, se asume que el agua del suelo tiene una densidad de 1 g/cm³.
El contenido hídrico puede expresarse de tres formas:
- Humedad gravimétrica
- Humedad volumétrica
- Lámina de agua
Constantes hídricas del suelo
A medida que un suelo pasa de saturado a insaturado, la succión cambia gradualmente, afectando la relación suelo–agua–planta.
Para fines prácticos de manejo del suelo, se establecen constantes hídricas, que relacionan la curva de capacidad hídrica con la disponibilidad de agua para las plantas.
Estas constantes representan niveles de humedad del suelo en equilibrio con determinadas succiones, aunque la curva hídrica es continua y no presenta límites exactos.
Las constantes hídricas son relativamente estables en el tiempo y dependen del tipo de suelo.
El contenido hídrico del suelo cambia de forma continua debido a aportes como el riego, lluvia, ascenso capilar y pérdidas como la evaporación, transpiración, drenaje.
Movimiento del agua en el suelo
El agua en el suelo puede presentarse en forma líquida o gaseosa.
La dinámica del agua del suelo estudia las leyes que gobiernan este movimiento.
Determina procesos como infiltración, escorrentía, riego, drenaje y el movimiento del agua hacia raíces, atmósfera o capas más profundas.
Suelo saturado
Suelo insaturado
Fase de vapor
Para que el agua se desplace en el suelo debe existir un gradiente energético.
El agua siempre se mueve siguiendo este gradiente, desde zonas de mayor potencial hacia zonas de menor potencial.
Nivel freático
Es la superficie donde la presión del agua es igual a la presión atmosférica.
Su relieve generalmente sigue el de la superficie del terreno, aunque más suavizado, y puede aflorar formando cuerpos de agua.
Debajo del nivel freático suele existir una capa de baja permeabilidad, denominada hidroapoyo, que actúa como barrera semipermeable o impermeable.
El material situado entre el hidroapoyo y el nivel freático permanece saturado.
Por encima del nivel freático se encuentra la zona vadosa, compuesta por:
- Zona insaturada
- Franja capilar
Donde el agua asciende por capilaridad llenando los poros y la presión es menor que la atmosférica
El espesor de la franja capilar depende del tamaño de los poros: poros pequeños → franja más gruesa.
En el punto donde la presión del agua iguala a la atmosférica se ubica el nivel freático.
Relación: Agua-Suelo-Planta-Atmosfera
Describe el movimiento continuo del agua dentro del sistema, gobernado por diferencias de energía o potencial hídrico.
En el suelo, el agua se encuentra en diferentes estados y su disponibilidad para las plantas depende de las succiones y de las constantes hídricas, que varían según el tipo de suelo.
En la planta, el agua es absorbida por las raíces y asciende gracias al gradiente de potencial hídrico, manteniendo procesos como la transpiración, la turgencia y el transporte de nutrientes.
La atmósfera actúa como el principal motor del movimiento del agua debido a la demanda evaporativa, que impulsa la salida del agua desde las hojas.
La interacción entre estos componentes determina procesos:
- Disponibilidad de agua para las plantas
- Infiltración y percolación en el suelo
- Evapotranspiración
- Manejo del riego y eficiencia hídrica
- Permeabilidad e Infiltración
- Drenaje del Suelo